大六角高強度螺栓連接工藝標準（503-1996）
2004-12-30 00:00
范圍
本工藝標準適用于鋼結構安裝工程，大六角高強度螺栓連接的施工技術。
施工準備
2.1 材料：
2.1.1 螺栓、螺母、墊圈均應附有質(zhì)量證明書，并應符合設計要求和國家標準的規(guī)定；
2.1.2 大六角頭高強度螺栓的規(guī)格、尺寸及重量應符合表5-4的規(guī)定。
2.1.3 大六角高強度螺母的規(guī)格、尺寸及重量應符合表5-5的規(guī)定。
2.1.4 高強度墊圈的規(guī)格、尺寸及重量應符合表5-6的規(guī)定。
2.1.5 不同等級的大六角頭高強度螺栓的材料性能必須符合表5-7的規(guī)定。
2.1.6 不同規(guī)格的高強度螺栓的機械性能、拉力應符合表5-8的規(guī)定。
2.1.7 大六角頭高強度螺栓的硬度應符合表5-9的規(guī)定。
2.1.8 大六角頭高強度螺栓的連接副是由一個螺栓、二個墊圈、一個螺母組成，螺栓、螺母和墊圈應按表5-10規(guī)定配套使用。
2.1.9 大六角頭高強度螺栓驗收入庫后應按規(guī)格分類存放。應防雨、防潮，遇有螺紋損傷或螺栓、螺母不配套時不得使用。
2.1.10 大六角頭高強度螺栓存放時間過長，或有銹蝕時，應抽樣檢查緊固軸力，待滿足要求后方可使用。螺栓不得粘染泥土、油污，必須清理干凈。
2.2 主要機具：
電動扭矩扳手及控制箱、手動扭矩扳手、扭矩測量扳手、手工扳手、鋼絲刷、沖子、
鋼結構用大六角頭高強度螺栓的規(guī)格、尺寸及重量 表5-4
公稱尺寸 12 16 20 (22) 24 (27) 30
最大 12.43 16.43 20.52 22.52 24.52 27.84 30.84
最小 11.57 15.57 19.48 21.48 23.48 26.16 29.16
e (mm) 22.78 29.56 37.29 39.55 45.20 50.85 55.37
dw (mm) 19.2 24.9 31.4 33.3 38.0 42.8 46.5
5 最大 21 27 34 36 41 46 50
(mm) 最小 20.16 26.16 33 35 40 45 49
h 最大 7.95 10.75 13.40 14.90 15.90 17.90 19.75
(mm) 最小 7.05 9.25 11.60 13.10 14.10 16.10 17.65
r (mm) 最小 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0
c 最大 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
(mm) 最小 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
z (mm) 最大 2.6 3.0 3.8 3.8 4.5 4.5 5.3
l0 (mm) 25；30 30；35 35；40 40；45 45；50 50；55 55；60
l (mm)
公稱 最小 最大
35 33.75 36.25 49.4
40 38.75 41.25 54.2
45 43.75 46.25 57.8 113.0
50 48.75 51.25 62.5 121.3 207.3
55 53.5 56.;5 67.3 127.9 220.3 269.3
60 58.5 61.5 72.1 136.2 233.3 284.9 357.2
65 63.5 66.5 76.8 144.5 243.6 300.5 375.7 503.2
70 68.5 71.5 81.6 152.8 256.5 313.2 394.2 527.1 658.2
75 73.5 76.5 86.3 161.2 269.5 328.9 409.1 551.0 687.5
80 78.5 81.5 169.5 282.5 344.5 428.6 570.2 716.8
85 83.25 86.75 177.8 295.5 360.1 446.1 594.1 740.3
90 88.25 91.75 186.1 308.5 375.8 464.7 617.9 769.6
95 93.25 96.75 194.4 321.4 391.4 483.2 641.8 799.0
100 98.25 101.75 202.8 334.4 407.0 501.7 665.7 828.3
續(xù)表
110 108.25 111.75 219.4 360.4 438.3 538.8 713.5 886.9
120 118.25 121.75 236.1 386.3 469.6 575.9 761.3 945.6
130 128 132 252.7 412.3 500.8 612.9 809.1 1004.2
140 138 142 438.3 532.1 650.0 856.9 1062.8
150 148 152 464.2 563.4 687.1 904.7 1121.5
160 156 165 490.2 594.6 724.2 952.4 1180.1
170 166 174 625.9 761.2 1000.2 1238.7
180 176 184 657.2 798.3 1048.0 1297.4
190 186 194 688.4 835.4 1095.8 1356.0
200 196 204 719.7 872.4 1143.6 1414.7
220 216 224 782.2 946.6 1239.2 1531.9
240 230 244 1020.7 1334.7 1649.2
260 256 264 1430.3 1766.5
注： 1. 括號內(nèi)的規(guī)格，盡可能不采用。
2. 虛線以上部分的螺紋長度，按l0欄內(nèi)的前面數(shù)值采用（亦允許螺桿上全部制出螺紋） ；虛線以下部分的螺紋長度,按l0欄內(nèi)的后面數(shù)值采用。
3. dw的最大尺寸，等于5的實際尺寸。
鋼結構用高強度大六角螺母的規(guī)格、尺寸及重量 表5-5
d (mm) 12 16 20 (22) 24 (27) 30
5 (mm) 最大 最小 21 20.16 27 26.16 34 33 36 35 41 40 46 45 50 49
h (mm) 最大 最小 12.3 11.87 17.1 16.4 20.7 19.4 23.6 22.3 24.2 22.9 27.6 26.3 30.7 29.1
e (mm) dw (mm) 最小 22.78 19.2 29.56 24.9 37.29 31.4 39.55 33.3 45.20 38.0 50.85 42.8 55.37 46.6
c (mm) 最大 最小 0.8 0.4 0.8 0.4 0.8 0.4 0.8 0.4 0.8 0.4 0.8 0.4 0.8 0.4
每1000個螺母的重量 (kg)≈ 27.68 61.51 118.77 146.59 202.67 288.51 374.01
注： 1. 括號內(nèi)的規(guī)格，盡可能不采用。
2. dw 的最大尺寸，等于5的實際尺寸。
鋼結構用高強度墊圈的規(guī)格、尺寸及重量 表5-6
公稱直徑(螺紋直徑d) (mm) 12 16 20 (22) 24 (27) 30
d1 (mm) 最大 最小(公稱) 13.43 13 17.43 17 21.52 21 23.52 23 25.52 25 28.52 28 31.62 31
d2 (mm) 最大(公稱) 最小 25 23.7 33 31.4 40 38.4 42 40.4 47 45.4 52 50.4 56 54.1
t (mm) 最大 最小 3.3 2.5 3.3 2.5 4.3 3.5 5.3 4.5 5.3 4.5 6.3 5.5 6.3 5.5
c (mm) 最大 最小 1.6 1.2 1.6 1.2 2.2 1.8 2.2 1.8 2.2 1.8 2.9 2.5 2.9 2.5
每1000個墊圈的重量 (kg)≈ 9.03 15.96 29.84 39.39 50.71 72.09 81.96
注： 括號內(nèi)的規(guī)格，盡可能不采用。
不同等級的大六角頭高強度螺栓的材料性能 表5-7
性能 等級 抗拉強度σb N/mm2 (kgf/mm2) 屈服強度σ0.2 N/mm2 (kgf/mm2) 伸長率 δ5 (%) 收縮率 ψ (%) 沖擊韌性αk J/cm2 (kgf·m/cm2)
不 小 于
10.95 1040～1240 (106～146) 940 (95) 10 42 59 (6)
8.85 830～1030 (85～105) 660 (68) 12 45 78 (8)
錘子等等。
2.3 作業(yè)條件：
2.3.1 高強度螺栓連接摩擦面必須符合設計要求，摩擦系數(shù)必須達到設計要求。摩擦面不允許有殘留氧化鐵皮。
2.3.2 摩擦面的處理與保存時間、保存條件應與摩擦系數(shù)試件的保存時間、條件相同。
2.3.3 施工部位摩擦面應防止被油污和油漆等污染，如有污染必須徹底清理干凈。
2.3.4 調(diào)整扭矩扳手。根據(jù)施工技術要求，認真調(diào)整扭矩扳手。扭矩扳手的扭矩值應
不同規(guī)格大六角頭高強度螺栓的機械性能、拉力 表5-8
公稱直徑d (mm) 12 16 20 (22) 24 (27) 30
公稱應力截面積 A5 (mm2) 84.3 157 245 303 353 459 561
性 能 10.95 拉力 載荷 87700～ 104500 (16600～ 10700) 163000～ 195000 (16600～ 19800) 255000～ 304000 (26000～ 19800) 315000～ 376000 (32100～ 38300) 367000～ 438000 (37400～ 44600) 477000～ 569000 (48600～ 58000) 583000～ 969000 (59400～ 70900)
等 級 8.85 N (kgf) 70000～ 86800 (7140～ 8850) 130000～ 162000 (13300～ 16500) 203000～ 252000 (20700～ 25700) 251000～ 312000 (25600～ 31800) 293000～ 364000 (29900～ 37000) 381000～ 473000 (38800～ 48200) 466000～ 578000 (47500～ 58900)
螺栓硬度 表5-9
性能等級 維氏硬度 HV30 洛氏硬度 HRC
10.95 312～367 33～39
8.85 249～296 24～31
螺栓、螺母和墊圈的配套 表5-10
螺栓 螺母 墊圈
10.95 10H HRC34～45
8.85 8H HRC35～45
在允許偏差范圍之內(nèi)。施工用的扭矩扳手，其誤差應控制在±5%以內(nèi)。校正用的扭矩扳手。其誤差應控制在±3%以內(nèi)。
2.3.4.1 當施工采用電動扳手時，在調(diào)好檔位后應用扭矩測量扳手反復校正電動扳手的扭矩力與設計要求是否一致。扭矩值過高，會使高強度螺栓過擰，造成螺栓超負載運行，隨著時間過長，會使大六角頭高強度螺栓產(chǎn)生裂紋等隱患。當扭矩值過低時，會使高強度螺栓達不到預定緊固值，從而造成鋼結構連接面摩擦系數(shù)下降，承載能力下降。
2.3.4.2 當施工采用手動扳手時，應每天用扭矩測量扳手檢測手動扳手的緊固位置是否正常，檢查手動扳手的顯示信號是否靈敏，防止超擰或緊固不到位。
2.3.5 檢查螺栓孔的孔徑尺寸，孔邊毛刺必須徹底清理。
2.3.6 將同一批號、規(guī)格的螺栓、螺母、墊圈配好套，裝箱待用。
2.3.7 應對大六角頭高強度螺栓的操作者進行培訓或技術交底，其內(nèi)容如下：
2.3.7.1 大六角頭高強度螺栓的使用特點和要求。
2.3.7.2 高強度螺栓的扭矩系數(shù)和摩擦系數(shù)。
2.3.7.3 高強度螺栓緊固工藝要點和緊固原則。
2.3.7.4 高強度螺栓的儲運、保管和現(xiàn)場施工要求。
2.3.7.5 高強度螺栓扭矩扳手的性能和使用方法。
2.3.7.6 高強度螺栓電動扳手的性能和使用方法。
2.3.7.7 高強度螺栓緊固后的自檢自查要求和檢查方法、內(nèi)容。
操作工藝
3.1 工藝流程：
作業(yè)準備 →接頭組裝→安裝臨時螺栓→安裝高強螺栓→高強螺栓緊固→ 檢查驗收
3.2 作業(yè)準備：
3.2.1 備好扳手、臨時螺栓、過沖、鋼絲刷等工具，主要應對施工扭矩的校正，就是對所用的扭矩扳手，在班前必須校正，扭矩校正后才準使用。扭矩校正應指定專人負責。
3.2.2 大六角頭高強度螺栓長度選擇，考慮到鋼構件加工時采用鋼材一般均為正公差，有時材料代用又多是以大代小，以厚代薄居多，所以連接總厚度增加3～4mm的現(xiàn)象很多，因此，應選擇好高強度螺栓長度，一般以緊固后長出2～3扣為宜，然后根據(jù)要求配好套備用。
3.3 接頭組裝：
3.3.1 對摩擦面進行清理，對板不平直的，應在平直達到要求以后才能組裝。摩擦面不能有油漆、污泥，孔的周圍不應有毛刺，應對待裝摩擦面用鋼絲刷清理，其刷子方向應與摩擦受力方向垂直。
3.3.2 遇到安裝孔有問題時，不得用氧-乙炔擴孔，應用擴孔鉆床擴孔，擴孔后應重新清理孔周圍毛刺。
3.3.3 高強度螺栓連接面板間應緊密貼實，對因板厚公差、制造偏差或安裝偏差等產(chǎn)生的接觸面間隙，應按表5-11的規(guī)定處理。
接觸面間隙處理 表5-11
項目 示 意 圖 處 理 方 法
1 t<1.0mm時不予處理
2 t=1.0～3.0mm時，將厚板一側磨成1∶10 的緩坡，使 間隙小于1.0mm
3 t<3.0mm時加墊板，墊板厚度不小于3mm，最多不超過三層，墊板材質(zhì)和摩面處理方法應與構件相同
按表5-11中的規(guī)定控制間隙，能保證連接后結構件傳力均勻。
3.4 安裝臨時螺栓：
3.4.1 鋼構件組裝時應先安裝臨時螺栓，臨時安裝螺栓不能用高強度螺栓代替，臨時安裝螺栓的數(shù)量一般應占連接板組孔群中的1/3，不能少于 2個。
3.4.2 少量孔位不正，位移量又較少時，可以用沖釘打入定位，然后再上安裝螺栓。
3.4.3 板上孔位不正，位移較大時應用絞刀擴孔。
3.4.4 個別孔位位移較大時，應補焊后重新打孔。
3.4.5 不得用沖子邊校正孔位邊穿入高強度螺栓。
3.4.6 安裝螺栓達到30%時，可以將安裝螺栓擰緊定位。
3.5 安裝高強度螺栓：
3.5.1 高強度螺栓應自由穿入孔內(nèi)，嚴禁用錘子將高強度螺栓強行打入孔內(nèi)。
3.5.2 高強度螺栓的穿入方向應該一致，局部受結構阻礙時可以除外。
3.5.3 不得在下雨天安裝高強度螺栓。
3.5.4 高強度螺栓墊圈位置應該一致，安裝時應注意墊圈正、反面方向。
3.5.5 高強度螺栓在檢孔內(nèi)不得受剪，應及時擰緊。
3.6 高強度螺栓的緊固：
3.6.1 大六角頭高強度螺栓全部安裝就位后，可以開始緊固。緊固方法一般分兩步進行，即初擰和終擰。應將全部高強度螺栓進行初擰，初擰扭矩應為標準軸力的60%～80%，具體還要根據(jù)鋼板厚度、螺栓間距等情況適當掌握。若鋼板厚度較大，螺栓布置間距較大時，初擰軸力應大一些為好。
3.6.2 初擰緊固順序，根據(jù)大六角頭高強度螺栓緊固順序規(guī)定，一般應從接頭剛度大的地方向不受拘束的自由端順序進行；或者從栓群中心向四周擴散方向進行。這是因為連接鋼板翹曲不牢時，如從兩端向中間緊固，有可能使拼接板中間鼓起而不能密貼，從而失去了部分摩擦傳力作用。
3.6.3 大六角頭高強度螺栓初擰應做好標記，防止漏擰。一般初擰后標記用一種顏色，終擰結束后用一種顏色，加以區(qū)別。圖5-1，是高強度螺栓初拌和終擰的標記。
圖5-1 高強度螺栓初、終擰
3.6.4 為了防止高強度螺栓受外部環(huán)境的影響，使扭矩系數(shù)發(fā)生變化，故一般初擰、終擰應該在同一天內(nèi)完成。
3.6.5 凡是結構原因，使個別大六角頭高強度螺栓穿入方向不能一致，當擰緊螺栓時，只準在螺母上施加扭矩，不準在螺桿上施加扭矩，防止扭矩系數(shù)發(fā)生變化。
3.7 大六角頭高強度螺栓檢查驗收
3.7.1 施工操作中的工藝檢查。在施工過程中檢查施工工藝是否按施工工藝要求進行，具體工藝檢查內(nèi)容有以下幾項：
3.7.1.1 是否用臨時螺栓安裝，臨時螺栓數(shù)量是否達到1/3以上。
3.7.1.2 高強螺栓的進入是否自由進入，嚴禁用錘強行打入。
3.7.1.3 高強度螺栓緊固順序正確與否，緊固方法是否正確。
3.7.1.4 抽檢測定扭矩扳手的扭矩值，是否在設計允許范圍之內(nèi)。
3.7.1.5 檢查連接面鋼板的清理情況，保證摩擦面的質(zhì)量可靠。
3.7.2 大六角頭高強度螺栓的質(zhì)量檢查。
3.7.2.1 用0.3kg小錘敲擊法，對高強螺栓進行普查，防止漏擰。
3.7.2.2 進行扭矩檢查，抽查每個節(jié)點螺栓數(shù)的10%。但不少于一個。檢查時先在螺栓端面和螺母上畫一直線，然后將螺母擰松約60°，再用扭矩扳手重新扭緊，使兩線重合，測得此時的扭矩應在0.9Tch～1.1Tch可為合格。
Tch按下式計算：
Tch=K×P×d
式中 Tch棗 檢查扭矩（N·m）；
K棗 扭矩系數(shù)；
P棗 強度螺栓設計預拉力；
d棗 高強度螺栓公稱直徑。
如發(fā)現(xiàn)有不符合規(guī)定的，應再擴大檢查10%，如仍有不合格者，則整個節(jié)點的高強度螺栓應重新擰緊。
扭矩檢查應在螺栓終擰1h以后，24h之前完成。
3.7.2.3 用塞尺檢查連接板之間間隙，當間隙超過1mm的，必須要重新處理。
3.7.2.4 檢查大六角頭高強度螺栓穿入方向是否一致，檢查墊圈方向是否正確。
質(zhì)量標準
4.1 保證項目：
4.1.1 高強度大六角頭螺栓連接副的規(guī)格和技術條件，應符合設計要求和現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》的規(guī)定。
檢驗方法：逐批檢查質(zhì)量證明書和出廠檢驗報告。
檢驗內(nèi)容有高強度大六角頭螺栓、螺母、墊圈的材料性能等級必須符合GB 3633一83規(guī)定。
4.1.2 高強度螺栓連接面的抗滑移系數(shù)。必須符合設計要求。
檢驗方法：檢查構件加工單位的抗滑移系數(shù)試驗報告，檢查施工現(xiàn)場抗滑移系數(shù)的復驗報告。施工現(xiàn)場的試件應與鋼構件摩擦面同時生產(chǎn)，同環(huán)境條件下保存，以保證試驗數(shù)據(jù)的可靠。摩擦系數(shù)試件一般做三組，取其平均值。
4.1.3 高強度大六角頭螺栓連接副應進行扭矩系數(shù)復驗，其結果應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》的規(guī)定。
檢驗方法：檢查扭矩系數(shù)復驗報告，復驗用螺栓應在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機抽取，每批應抽取8套連接副進行復驗。
4.1.4 高強度大六角頭螺栓連接摩擦面的表面應平整，不得有飛邊、毛刺，焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢和不需要有的涂料等。
檢驗方法：觀察檢查。
4.1.5 緊固高強度大六角頭螺栓所采用的扭矩扳手應定期標定，螺栓初擰符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB50205?5）的規(guī)定后，方可進行終擰。
檢驗方法，檢查扭矩扳手標定記錄和螺栓施工記錄。
4.1.6 高強度大六角頭螺栓應自由穿入螺栓孔，不得強行敲打。
檢驗方法：觀察檢查。
4.2 基本項目：
4.2.1 高強度大六角頭螺栓連接接頭的外觀質(zhì)量：
合格 螺栓穿入方向基本一致，外露長度不應少于2扣。
優(yōu)良 螺栓穿入方向一致，外露長度不應少于2扣，露長均勻。
檢查數(shù)量：按節(jié)點數(shù)抽查5%，但不少于10個節(jié)點。
檢驗方法：觀察檢查。
4.2.2 扭矩法施工的高強度大六角頭螺栓終擰質(zhì)量：
合格：螺栓的終擰扭矩經(jīng)檢查初擰或更換螺栓后，符合現(xiàn)行標準《鋼結構工程施工及驗收規(guī)范》（GB 50205?5）的規(guī)定。
優(yōu)良：螺栓的終擰扭矩經(jīng)檢查一次即符合國家現(xiàn)行標準（GB50205?5）的規(guī)定。
檢查數(shù)量：按節(jié)點數(shù)抽查10%，但不應少于10個節(jié)點；每個被抽查節(jié)點按螺栓數(shù)抽查 10%，但不應少于2個。
當發(fā)現(xiàn)終擰扭矩不符合上述現(xiàn)行國家標準時，應擴大抽查該節(jié)點螺栓數(shù)的20%，當仍有不合格時，應將該節(jié)點內(nèi)螺栓全數(shù)檢查；當仍有不合格時，應擴大抽查節(jié)點數(shù)的20%；當仍有不合格時、應對全部節(jié)點進行檢查。
成品保護
5.1 已經(jīng)終擰的大六角頭高強度螺栓應作好標記。
5.2 已經(jīng)終拌的節(jié)點和摩擦面應保持清潔整齊，防止油、塵土污染。
5.3 已經(jīng)終拌的節(jié)點應避免過大的局部撞擊和氧-乙炔烘烤。
應注意的質(zhì)量問題
6.1 高強度螺栓的安裝施工應避免在雨雪天氣進行，以免影響施工質(zhì)量。
6.2 大六角頭高強度螺栓連接到應該當天使用當天從庫房中領出，最好用多少領多少，當天未用完的高強度螺栓不能堆放在露天，應該如數(shù)退回庫房，以備第二天繼續(xù)使用。
6.3 高強度螺栓在安裝過程中如需要擴孔時，一定要注意防止金屬碎屑夾在摩擦面之間，一定要清理干凈后才能安裝。
質(zhì)量記錄
本工藝標準應具備以下質(zhì)量記錄：
7.1 高強度大六角頭螺栓的出廠合格證。
7.2 高強度大六角頭螺栓的復驗證明。
7.3 高強度螺栓的初擰、終擰扭矩值。
7.4 施工用扭矩扳手的檢查記錄。
7.5 施工質(zhì)量檢查驗收記錄。
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